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1、静电场专题复习知识点总结：一电荷、电荷守恒定律1.自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。例如：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。2.元电荷：电荷量C1060.119e的电荷，叫元电荷。说明任意带电体的电荷量都是元电荷电荷量的整数倍。3.电荷守恒定律：电荷既不能被创造，又不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量保持不变。二库仑定律1.内容：在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在他们的连线上。2.公式：叫静电力常量）式中,/100.9(229 221CmNk
2、rQQkF3.适用条件：真空中的点电荷( 两个带不同种电荷的点电荷如接触，则两者会先中和然后再平分电荷）4.点电荷： 如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状对相互作用力的影响可忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷。例 1.（09 年江苏物理） 1两个分别带有电荷量Q和 +3Q的相同金属小球 （均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为 2r，则两球间库仑力的大小为A112F B34F C43F D12F解析 ：本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题。接触前两个点电荷之间的库仑力大小为23rQQkF，两个相同的金属球各自带电，
3、接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，距离又变为原来的21，库仑力为2)2(rQQkF，所以两球间库仑力的大小为34F，C项正确。如两球原来带正电，则接触各自带电均为+2Q。答案： C 三自由点电荷共线平衡问题共线平衡的三个自由电荷，电性是“两侧同，中间异”，电量是“夹小”指中间电荷电量最小，“靠小”指中间电荷靠近电量较小的电荷。例 2 （改编）已知真空中的两个自由点电荷A和 B, 94AQQ,BQQ, 相距 L 如图 1 所示。若在直线AB上放一自由电荷C,让 A、B、C 都处于平衡状态，则对C的放置位置、电性、电量有什么要求？解析 ：此问题属于力学的平衡问题，
4、每个点电荷都处于另外两个点电荷的电场中，都符合0F合。找出点电荷A、B的合场强为零的点放C，根据题中 A、B的电性可知0E合的点必定在A、B外侧，再根据 2qEKr，结合 A、 B的电量得出0E合的点必定在B的外侧靠近电量较小的B。设 C的带电量CQ, 距 B的距离为X，如图 2 所示对 C：22()BCACQQQ QKK LXX因为CQ约去，所以对于C只要放的位置符合它就可以平衡，A、B要平衡就得对C电性、电量有要求。 C若带负电A、B都不能平衡，故C带正电。对 B ：ABCBFF 22( )(2 )CBABQ QQ QKK LL此题也可以对A和 B或者 A和 C列出二个力的平衡等式，解答结
5、果一样。 实质是三个物体共受 3 对相互作用力，根据平衡条件和牛顿第三定律可以由“二平衡”推出“三平衡，即“ 六力三平衡” ，如图 3 所示。三电场定义：存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。四. 电场强度定义：放入电场中的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值， 叫做改点的电场强度图 1 A B L X 图 2 A B C FCAFBAFAB FCBFBC FAC图 3 A B C 单位： N/C 或 V/m。电场强度的三种表达方式的比较定义式决定式关系式表达式qFE/2/rkQEdUE/适用范围任何电场真空中的点电荷匀强电场说明E的大小和
6、方向与检验电荷的电荷量以及电性以及存在与否无关Q ：场源电荷的电荷量r: 研究点到场源电荷的距离U:电场中两点的电势差d：两点沿电场线方向的距离矢量性： 规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为改点电场强度的方向，或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。叠加性：多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的叠加，电场强度的叠加尊从平行四边形定则。五电场线、匀强电场1.电场线： 为了形象直观描述电场的强弱和方向，在电场中画出一系列的曲线，曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向，曲线的疏密程度表示场强的大小。2.电场线的特点电场线是为了直观
7、形象的描述电场而假想的、实际是不存在的理想化模型。始于正电荷或无穷远，终于无穷远或负电荷，电场线是不闭合曲线。任意两条电场线不相交。电场线的疏密表示电场的强弱（即电场线越密，电场强度越大，电场线越疏，电场强度越小），某点的切线方向表示该点的场强方向，它不表示电荷在电场中的运动轨迹。沿着电场线的方向电势降低；电场线从高等势面（线）垂直指向低等势面（线），且电场线与登势面垂直。3.匀强电场定义：场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称之为匀强电场。特点： 匀强电场中的电场线是等距的平行线。平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在两板之间除边缘外的电场就是匀强电场。4.几种典型的电场线孤立的正电荷、
8、负电荷、等量异种电荷、等量同种电荷、正点电荷与大金属板间、带等量异种电荷的平行金属板间的电场线六电势1.定义：电势实际上是和标准位置的电势差，即电场中某点的电势。在数值上等于把1C正电荷从某点移到标准位置（零电势点）是静电力说做的功。2.定义式：)0(BAB ABAqWU3.单位：)11(CJV伏特4. 矢标性：是标量，当有正负，电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低七电势差1.定义：电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功与该电荷电荷量的比值qWAB就叫做 AB两点的电势差，用ABU表示。2.定义式：qWUAB AB3.单位：)CJ1V1(伏特4.矢标性：是标量，当有正负，正负
9、代表电势的高低八等势面1.定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。2.等势面的特点等势面一定跟电场线垂直电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面任意两等势面都不会相交电荷在同一等势面上移动时，电场力做功为零电场强度较大的地方，等差等势面较密几种常见的等势面如下：例 3. （ 09 年全国卷） 18. 如图所示，一电场的电场线分布关于 y 轴（沿竖直方向）对称，O 、M 、N是 y 轴上的三个点，且 OM=MN，P点在 y 轴的右侧， MP ON ，则A.M 点的电势比P点的电势高B.将负电荷由O点移动到 P点，电场力做正功C. M、N 两点间的电势差大于O 、 M两点间的电势差D.
10、在 O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y 轴做直线运动答案： AD 解析 ：A选项由电场线的弯曲程度与题意中的MP ON 可以知道 M和 P两点不处在同一等势线上而且有PM,A 对. B选项由电场线的方向结合负电荷，将负电荷由O点移到 P电场力做负功, B 错. C选项类比匀强电场EdU,O 到 M的平均电场强度大于M到 N的平均电场强度,所以有MNOMUU,C 错 . D 选项正电子受力沿y 轴正方向又静止释放且电场线在y 轴上又是直线, 该粒子将沿y轴做加速直线运动，D对例 4. （08 江苏） 6如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA
11、、EB、EC，电势分别为A、B、C，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有（）A. ABCB. ECEBEAC. UABUBC D. UABUBC解析 ：A选项依据沿电场线的方向电势降低A对. B选项依据电场线越密，电场强度越大 B 对. C、D 选项类比匀强电场EdU,AB 处的平均电场强度小于BC 处的平均电场强度，C对 D错. 九电势能1.定义：电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这一点到电势能为零处（电势为零）静电力所做的功。2.定义式：qEP3.单位：焦耳（ J）4.矢标性：是标量，当有正负，电势能的正负表示该点电势能比零电势能点高还是低。5.电场力做
12、功与电势能变化的关系静电力对电荷做正功电势能就减小，静电力对电荷做负功电势能就增加。静电力对电荷做功等于电荷电势能的变化量，所以静电力的功是电荷电势能变化的量度。用PE表示电势能，则将电荷从A点移到 B点，有PPBPABAABABEEEqqUqW例 5. 在静电场中，一个电子由a 点移到 b 点时电场力做功为5eV，则以下认识中错误的是（）A电场强度的方向一定由b 沿直线指向a Ba、b 两点间电势差Uab=5V C电子的电势能减少5eV D电子的电势能减少5J解析： A选项：电场强度的方向与运动路径无关，A错。B选项：VeeVqWUabab55，B错C选项：电场力做5eV正功，电势能减小5e
13、V，C对， D单位错。答案： ABD 电场强度、电势、电势差、电势能的总结电场强度电势电势差电势能意义描述电场的力的性质描述电场的能的性质描述电场的做功的本领描述电荷在电场中的能量，电荷做功的本领定义qFE/qEP qWUAB ABqEP矢标性矢量：方向为放在电场中的正电荷的受力方向标量，有正负，正负只表示大小标量，有正负，正负只表示电势的高低正电荷在正电势位置有正电势能， 简化为： 正正得正，正负的负，负负的正决定因素场强由本身决定，与试探电荷无关场强由本身决定，与试探电荷无关，其大小与参考点的选取有关，有相对性由电场本身的两点间差异决定，与试探电荷无关，与参考点的选取无关由电荷量与该点电势
14、二者决定，与参考点选取有关关系场强为零的地方电势不一定为零电势为零的地方场强不一定为零零场强区域两点间电势一定为零，电势差为零的区域场强不一定为零场强为零，电势能不一定为零，电势为零，电势能一定为零联系匀强电场中dEUAB（d 为 AB间沿场强方向上的距离）；电势沿着场强方向降低最快；， qEEEEqWUP PABPBPABAAB AB例 6. 如图（ 1） ，A、B、C、D、E、 F 为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1.0V、2.0V、3.0V ，则下列说法正确的是（）A匀强电场的场强大小为10V/m B匀强电场的场强大小为3320V/m C电荷量
15、为1.6 1019C的正点电荷从E点移到 F 点，电荷克服电场力做功为1.6 1019J D电荷量为1.6 1019 C的负点电荷从F点移到 D点，电荷的电势能减少4.8 10 19 J 解析： AB选项：要找出等势面，求出两个等势面之间的距离。CD选项：直接利用计算电场力做功的公式，和电场力的功与电势能的关系解决。十电容器1.构成：两个互相靠近又彼此绝缘的导体构成电容器。2. 充放电：（1）充电：使电容器两极板带上等量异种电荷的过程。充电的过程是将电场能储存在电容器中。（2）放电：使充电后的电容器失去电荷的过程。放电的过程中储存在电容器中的电场能转化为其他形式的能量。3电容器带的电荷量：是指
16、每个极板上所带电荷量的绝对值4. 电容器的电压：（1）额定电压：是指电容器的对大正常工作即电容器铭牌上的标定数值。（2）击穿电压：是指把电容器的电介质击穿导电使电容器损坏的极限电压。十一 . 电容1定义：电容器所带的电荷量Q与两极板间的电压U的比值2定义式：是计算式非决定式）( UQUQC3电容的单位：法拉，符号：F 。PFFF126101014物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，在数值上等于电容器两板间的电势差增加1V 所需的电荷量。5制约因素：电容器的电容与Q 、U的大小无关，是由电容器本身的结构决定的。对一个确定的电容器，它的电容是一定的，与电容器是否带电及带电多少无关。十二 . 平行板电容器1平行板电容器的电容的决定式： ddkCSS41即平行板电容器的电容与介质的介电常数成正比
